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同步发电机励磁控制器研究与开发

作 者: 邓超
导 师: 徐金榜
学 校: 华中科技大学
专 业: 控制理论与控制工程
关键词: 励磁 DSP 控制算法 仿真
分类号: TM31
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 38次
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内容摘要


励磁控制器是同步发电机的一个重要部分,对于发电机的正常运行,对电力系统的安全稳定运行具有非常重要的作用。随着发电机容量增加与电网规模的不断扩大,对于励磁控制器的控制性能与速度,保护功能的完善都提出了更高的要求。控制理论、电力电子技术与芯片技术的发展,促进了励磁控制装置的不断创新,数字化技术成为励磁控制系统发展的趋势。本文在这种背景下,设计以TMS320F28335为核心的励磁控制器。本论文阐述了励磁系统在电力系统中发挥的重要作用,介绍了励磁控制系统的概念、分类及发展状况,并详细说明了励磁控制器的工作原理,分析了各种励磁控制理论的实现方法及实际应用情况:PID励磁控制、PSS(电力系统稳定器)原理、线性最优励磁控制、非线性最优励磁控制并最终根据实际需要确定了本设计的控制方式。?完成了基于该DSP的软硬件设计。硬件上主要介绍了芯片选型及模拟信号采集与处理、同步信号检测、开关量处理、SCI通讯与CAN通讯等模块的设计,给出了各硬件模块设计的结构框图;软件上主要介绍了电气参量测量与处理、移相触发角度计算、脉冲信号产生、励磁给定与限制、通讯与人机交互等模块的设计方法,并给出了各模块的程序流程图。搭建了基于Saber的励磁系统仿真平台,按照需要设置仿真条件。通过空载启动试验分析了PID励磁控制算法各参数的效果及其改进策略;通过给定±10%波动、发电机并网、突加负载、发电机灭磁等试验验证了本设计采用的励磁控制算法正确性。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-14
  1.1 课题背景和意义  9-10
  1.2 励磁系统基本类型  10-11
  1.3 励磁控制理论的发展  11-12
  1.4 励磁调节器发展概况  12-13
  1.5 本文研究内容  13-14
2 励磁系统控制算法研究  14-27
  2.1 励磁控制系统结构与模型建立  14-16
  2.2 励磁PID 控制器的设计  16-19
  2.3 励磁PID 控制的实现  19-21
  2.4 励磁PID 算法的改进  21-23
  2.5 电力系统稳定器(PSS)  23-24
  2.6 控制方法实际应用情况比较  24-26
  2.7 本章小结  26-27
3 励磁控制器软硬件设计  27-46
  3.1 控制系统总体结构设计  27-30
  3.2 励磁控制系统硬件设计  30-35
  3.3 励磁控制系统软件设计  35-45
  3.4 本章小结  45-46
4 励磁系统仿真与实验波形  46-61
  4.1 励磁系统仿真平台  46-48
  4.2 励磁系统仿真结果及分析  48-60
  4.3 本章小结  60-61
5 总结与展望  61-63
  5.1 论文总结  61
  5.2 后续工作及展望  61-63
致谢  63-64
参考文献  64-68
附录 攻读学位期间发表论文  68

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电机 > 发电机、大型发电机组(总论)
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